O + H2O \uf0e0<\/span> 2OH<\/p>\n El papel del ozono en la qu\u00edmica atmosf\u00e9rica es variado, con efectos positivos y negativos en las cuales este compuesto ha recibido tanta atenci\u00f3n. Adem\u00e1s de ser el reactivo precursor para la formaci\u00f3n del radical hidroxilo, act\u00faa tambi\u00e9n como un escudo de radiaci\u00f3n ultravioleta en la estratosfera. El ozono en concentraciones altas es un peligro para la salud humana y la vegetaci\u00f3n; a nivel de la troposfera act\u00faa como un gas de efecto invernadero. En la estratosfera, existe todav\u00eda radiaci\u00f3n ultravioleta disponible para realizar la fotolisis del ox\u00edgeno molecular. Los \u00e1tomos de ox\u00edgeno resultante pueden reaccionar con mol\u00e9culas de ox\u00edgeno para producir ozono. Sin embargo, la \u00fanica fuente que produce ozono en la troposfera es la reacci\u00f3n de fotolisis del di\u00f3xido de nitr\u00f3geno (NO2).<\/sub><\/p>\n NO2<\/sub> + hv \uf0e0<\/span> NO + O<\/p>\n O + O2<\/sub> \uf0e0<\/span> O3<\/sub><\/p>\n Siendo O, la mol\u00e9cula de ox\u00edgeno excitada por el proceso fotol\u00edtico del NO2.<\/p>\n La atmosfera no solamente es una gran c\u00e1mara de reacci\u00f3n, tambi\u00e9n es un medio que promueve el transporte de gases y part\u00edculas. Las regiones de la atmosfera en donde las emisiones volc\u00e1nicas pueden tener gran relevancia son la troposfera y la estratosfera. La troposfera cubre los 10 km de menor altitud y en este lugar es donde suceden todos los fen\u00f3menos clim\u00e1ticos. La troposfera esta cubierta por una capa de inversi\u00f3n muy fuerte de alta temperatura llamada la tropopausa. Por encima de la tropopausa se encuentra la estratosfera en la cual alcanza casi los 50 km de altitud. La parte m\u00e1s baja de 1 km de altitud se le conoce como la capa fronteriza, esta se encuentra en contacto directo con la superficie.<\/p>\n Las erupciones volc\u00e1nicas son una fuerte y visible manifestaci\u00f3n de la din\u00e1mica interna de la tierra s\u00f3lida. Una fuerte caracter\u00edstica es la emisi\u00f3n hacia la atmosfera de largas cantidades de part\u00edculas solidas (ceniza) y substancias gaseosas en un periodo corto de tiempo.<\/p>\n Las emisiones gaseosas consisten principalmente de vapor de agua, di\u00f3xido de carbono y compuestos de azufre reducidos (principalmente SO2<\/sub>), nitr\u00f3geno y compuestos halogenados. Estos se convierten en constituyentes de la atmosfera y sus tiempos de residencia en la atmosfera est\u00e1n sujetos a los ciclos biogeoqu\u00edmicos de los elementos (oxigeno, carbono y azufre). La composici\u00f3n qu\u00edmica de los gases volc\u00e1nicos depender\u00e1 fuertemente de la qu\u00edmica del magma y los flujos con el que se desplazaran var\u00edan substancialmente, dependiendo del estado de erupci\u00f3n o desgasificaci\u00f3n del volc\u00e1n.<\/p>\n Los compuestos vol\u00e1tiles volc\u00e1nicos se forman r\u00e1pidamente y se diluyen a una raz\u00f3n de 1:100 o 1:10000 debido a la mezcla de ellos con el aire del ambiente. Para volcanes inactivos, su proceso de desgasificaci\u00f3n ha ocurrido con frecuencia por el tiempo en que la pluma volc\u00e1nica (columna de ceniza) llega a alcanzar el cr\u00e1ter. La concentraci\u00f3n absoluta de una determinada especie volc\u00e1nica difiere entre diversos tipos volcanes, as\u00ed como los estados (o formas) de erupci\u00f3n, el flujo total de los vol\u00e1tiles volc\u00e1nicos, as\u00ed como el tiempo que se lleva para que se disperse en la atmosfera.<\/p>\n Las fuertes erupciones explosivas pueden penetran la estratosfera, el cual tiene un impacto directo no solo en la qu\u00edmica estratosf\u00e9rica, sino tambi\u00e9n en el cambio clim\u00e1tico. Se estima que estos pueden ocurrir en cada 5.5 a\u00f1os, los cuales inyectan vasta cantidad de ceniza, as\u00ed como azufre en forma de part\u00edculas y SO2<\/sub>, la cual se oxida en la estratosfera a sulfato (SO4<\/sub>-2<\/sup>). El azufre volc\u00e1nico junto con otros compuestos no volc\u00e1nicos como el sulfuro de carbonilo COS, forman la base de la llamada Capa de Junge. Esta es una capa de aerosol global de aproximadamente 20 km de altitud que refleja la luz del sol, por lo tanto, lidera el enfriamiento a la atmosfera baja, pero tambi\u00e9n al calentamiento local debido a su absorci\u00f3n de luz solar. Las part\u00edculas de aerosol contenidas en ellas tambi\u00e9n proveen una superficie para que puedan ocurrir diversas reacciones qu\u00edmicas. Muchas de esas reacciones entre dos o m\u00e1s fases, involucran el desgaste en la capa de ozono estratosf\u00e9rico. Esto resulto en un calentamiento de aproximadamente 1.5\u00b0C en la estratosfera, debido a la absorci\u00f3n de la luz solar en la capa de aerosol.<\/p>\n En la atmosfera, el SO2<\/sub> proveniente de los volcanes y otras fuentes es convertido a H2<\/sub>SO4<\/sub> el cual es qu\u00edmicamente estable, o en sulfato. La conversi\u00f3n es muy r\u00e1pida en la troposfera, el SO2<\/sub> es convertido a \u00e1cido sulf\u00farico en un tiempo de varios d\u00edas, mientras la conversi\u00f3n en la estratosfera puede tomar algunas semanas o meses. El \u00e1cido sulf\u00farico es altamente higrosc\u00f3pico y existe como \u00e1cido sulf\u00farico hidratado (H2<\/sub>SO4<\/sub>*H2O) o en aerosol de \u00e1cido sulf\u00farico. Estas especies se dispersan eficientemente en la parte visible del espectro solar, y su presencia aumenta la profundidad \u00f3ptica de la atmosfera. Estas interact\u00faan con la radiaci\u00f3n solar que ocurre desde el espacio y desde la superficie de la tierra. El efecto de los aerosoles es la reducci\u00f3n de energ\u00eda recibida cerca de la superficie, el impacto clim\u00e1tico m\u00e1s significativo es el enfriamiento sobre la superficie y sobre la troposfera baja. Se ha mostrado que el aerosol de sulfato se emite directamente desde los volcanes o son r\u00e1pidamente formados desde la pluma volc\u00e1nica, en donde ya son detectables en el cr\u00e1ter.<\/p>\n Todo el sulfuro eventualmente terminar\u00e1 como sulfato a menos de que haya sido previamente depositado hacia la tierra. En la fase gaseosa la oxidaci\u00f3n de SO2<\/sub> por OH a H2<\/sub>SO4<\/sub> es lenta, y ocurre en una escala de tiempo de cerca de 2 semanas en la troposfera. Una vez se forma el \u00e1cido sulf\u00farico en fase gaseosa, se vuelve un compuesto muy eficiente tomando el aerosol y las part\u00edculas de las nubes. El tiempo de vida atmosf\u00e9rica del H2<\/sub>S tomando en cuenta la reacci\u00f3n del radical OH es de aproximadamente 70 horas, pero es m\u00e1s corto en presencia de hal\u00f3genos. La oxidaci\u00f3n de sulfuro de carbono CS2<\/sub> por los radicales OH lidera predominantemente a la forma de sulfuro de carbonilo (COS), su tiempo de vida en la atmosfera es de aproximadamente 120 horas. El COS es una fuente importante de azufre en la capa Junge estratosf\u00e9rica. Esto se debe a la extremada baja reactividad del COS en la troposfera, pero reacciona fotol\u00edticamente de forma r\u00e1pida en la estratosfera. Se piensa que los volcanes son responsables de cerca del 10% de las emisiones de SO2<\/sub> globales y cerca del 20% en las emisiones de SO2<\/sub> naturales. La actividad explosiva y eruptiva fue estimada de ser la responsable de cerca del 60% del SO2<\/sub> volc\u00e1nico y el 40% se debe a desgasificaci\u00f3n.<\/p>\n Los flujos volc\u00e1nicos de los gases HCl, HF y de HBr son muy largos, esto fue asumido de que estos gases se pudieran comportar de forma pasiva y son principalmente importantes para la acidez de la atmosfera y posiblemente para la qu\u00edmica estratosf\u00e9rica. En general se pens\u00f3 que la qu\u00edmica en las plumas volc\u00e1nicas fue restringido solamente a la oxidaci\u00f3n de azufre. Esto cambio dr\u00e1sticamente con la detecci\u00f3n del radical del oxido de bromo (BrO). Un paso clave en este mecanismo es la toma de bromo desde la fase gaseosa en sus dos formas acidas HOBr y HBr a las part\u00edculas a\u00e9reas, una reacci\u00f3n catalizada por acido en la fase acuosa y la liberaci\u00f3n de radicales bromos (Br) de regreso a la fase gaseosa donde reacciona fotol\u00edticamente r\u00e1pido. Los radicales bromo resultantes reaccionan con ozono produciendo BrO.<\/p>\n Despu\u00e9s de la erupci\u00f3n del volc\u00e1n Pinatubo en 1980 el aerosol volc\u00e1nico fue transportado a latitudes altas, donde se dio una superficie reactiva para que se obtuvieran las reacciones de cloro para la destrucci\u00f3n de ozono, estas son responsables de los llamados \u201cagujeros de ozono\u201d.<\/p>\n La magnitud del ingreso de hal\u00f3genos volc\u00e1nico (principalmente HCl) hacia la estratosfera es menor del 1% del HCl emitido, debido a una eficiencia en el proceso de remoci\u00f3n por medio de precipitaci\u00f3n, sin embargo, se puede emitir m\u00e1s del 25% de HCl por los volcanes los cuales pueden alcanzar la estratosfera mediante part\u00edculas de hielo que son formadas en las plumas volc\u00e1nicas.<\/p>\n Un efecto principal de los aerosoles estratosf\u00e9ricos mejoradas es en el cambio en la qu\u00edmica del nitr\u00f3geno hacia un aumento de especies en reserva como lo es el \u00e1cido n\u00edtrico, a expensas de sus formas reactivas (los \u00f3xidos de nitr\u00f3geno, NOx). Esta remoci\u00f3n de NOx estratosf\u00e9rico tiene el efecto de debilitar el sistema de cloro en la atmosfera, debido a la eficiencia de la reacci\u00f3n:<\/p>\n ClO + NO2<\/sub> \uf0e0<\/span> ClONO2<\/sub><\/p>\n El cual promueve un cambio relativo de la especie de cloro en reserva (ClONO2) a una especie de cloro activa (ClO). Una reacci\u00f3n adicional que puede ocurrir en presencia de HCl volc\u00e1nico en estado gaseoso es:<\/p>\n ClONO2<\/sub> + HCl \uf0e0<\/span> Cl2<\/sub> + HNO3<\/sub><\/p>\n En la cual seguida de una fot\u00f3lisis r\u00e1pida de Cl2<\/sub>, vuelve a activar la producci\u00f3n de Cl radical. Los niveles mejorados de radicales Cl se encuentran implicados en la perdida de ozono producida por erupciones volc\u00e1nicas de larga escala, de acuerdo a la siguiente reacci\u00f3n:<\/p>\n Cl + O \uf0e0<\/span> Cl + O2<\/sub><\/p>\n y<\/p>\n Cl + O3<\/sub> \uf0e0<\/span> ClO + O2<\/sub><\/p>\n El cloro formado en la estratosfera es determinado por las emisiones antropog\u00e9nicas de compuestos clorofluorocarbonados (CFC), con una contribuci\u00f3n volc\u00e1nica nula. La reacci\u00f3n vista con anterioridad refleja un ejemplo particular de acoplamiento de perturbaciones de origen humano y natural (volc\u00e1nica), que puede ser mejorado con el tiempo mediante erupciones y explosiones volc\u00e1nicas.<\/p>\n Existe un estudio reciente acerca de la composici\u00f3n del gas volc\u00e1nico que forma la pluma del volc\u00e1n de Pacaya, realizado por A, Battaglia en el 2017. En este estudio muestra un perfil gaseoso compuesto de 80.5% de vapor de agua, 10.4% de CO2<\/sub> y 9.0% de SO2<\/sub>. Siendo Guatemala un pa\u00eds con una alta actividad volc\u00e1nica, se deber\u00edan de realizar estudios para obtener un perfil de la composici\u00f3n gaseosa de las erupciones de los volcanes m\u00e1s activos, para poder establecer de qu\u00e9 forma podr\u00eda afectar la atmosfera en nuestro pa\u00eds.<\/p>\n Bibliograf\u00eda:<\/strong><\/p>\n Jihong Cole-Dai, \u201cVolcanoes and Climate\u201d, Wiley Interdisciplinary Reviews Climate Change, November 2010.<\/p>\n<\/li>\n Von Glasow, Roland, et al. <\/span>\u201cThe Efects of Volcanic Eruptions on Atmospheric Chemistry\u201d. Chemical Geology 263 (2009) 131\u2013142.<\/p>\n<\/li>\n Aiuppa, A., et al. \u201cHalogens in Volcanic Systems\u201d. Chemical Geology 263 (2009) 1\u201318.<\/p>\n<\/li>\n Battaglia A., et al. \u201cThe magmatic gas signature of Pacaya Volcano, with implications for the volcanic CO2 flux from Guatemala. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 19, 667\u2013692.<\/p>\n<\/li>\n Este art\u00edculo fue publicado en la revista de RELABSA<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" William Quiroa Ecosistemas Proyectos Ambientales S.A. La atmosfera se considera un sistema qu\u00edmico oxidante, debido a la presencia de las diversas formas de ox\u00edgeno (O2, O3, entre otros). 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